專利名稱：船舶壓載水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船舶壓載水處理系統(tǒng)。
技術(shù)背景
當(dāng)前，海洋環(huán)境正受到四大威脅外來生物的入侵；陸上污染的排放；對(duì)海洋資源的過度捕撈和對(duì)海洋生物棲息地的破壞。隨著世界航運(yùn)事業(yè)的快速發(fā)展，船舶噸位的迅速增加，每年約3(Γ50億噸船舶壓載水從一個(gè)港口到另一個(gè)港口的轉(zhuǎn)移，隨之帶入的外來生物即是其中之一。
船舶在裝卸貨物時(shí)，船舶的重心和浮心在不斷地變化，為了船舶的吃水、平衡和傾斜，必須在輕載時(shí)向壓載艙內(nèi)注入海水；在重載時(shí)將壓載艙的海水排至舷外。這就是壓載水的遷移，外來生物在本土缺少天敵，肆意泛濫，造成生態(tài)環(huán)境平衡的破壞。這就必須對(duì)壓載水內(nèi)注入的海水進(jìn)行過濾，傳統(tǒng)采用的過濾器可將水體中的雜物過濾下來，但濾芯長期使用，雜物堆積在濾芯上易影響水質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致過濾器阻塞、失效，即便可拆卸濾芯維護(hù)或更換，須斷水操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，專業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)成本高。
自《1982年聯(lián)合國海洋法公約》起，要求各國采取措施防止外來物種致使海洋環(huán)境可能發(fā)生重大和有害的變化。及至2004年2月國際海事組織IMO通過了《國際船舶壓載水和沉積物控制和管理公約》(以下簡稱《壓載水公約》)，該公約規(guī)定在不少于世界商船總噸位35%的至少30個(gè)國家簽署后12個(gè)月后生效，并具追溯性。該公約附則《船舶壓載水和沉積物控制與管理規(guī)則》中，規(guī)定了 D-I壓載水更換標(biāo)準(zhǔn)和D-2壓載水性能標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)船舶建造時(shí)間和壓載艙容量，在D-2實(shí)施之前可以采用D-I標(biāo)準(zhǔn)，在規(guī)則D-2執(zhí)行日期前，船舶可以采用規(guī)則D-1，在船舶進(jìn)港前用深海的清潔海水更換出發(fā)港吸入的壓載水，其壓載水容積更換率應(yīng)至少95%。規(guī)則D-2規(guī)定的壓載水性能標(biāo)準(zhǔn)是壓載水必須經(jīng)過處理，在排放壓載水時(shí)，應(yīng)達(dá)到每立方米中最小尺寸大于或等于50 μ m的可生存生物少于10個(gè)；每毫升中最小尺寸小于50 μ m但大于或等于10 μ m的可生存生物少于10個(gè)；每100毫升中有毒霍亂弧菌少于lcfu;每100毫升大腸菌少于250cfu;和每 100毫升中腸道球菌少于lOOcfu。這個(gè)排放標(biāo)準(zhǔn)中列出的指標(biāo)有較大的浮游動(dòng)物和較小的浮游植物以及指示性細(xì)菌，很難用一種單一處理方法來達(dá)要求。
在通過《壓載水公約》的同時(shí)，海樣環(huán)境保護(hù)委員會(huì)(MEPC)頒發(fā)了Gl, G2,......至G14指南、導(dǎo)則，其中尤以G8、G9導(dǎo)則為最重要。如果在壓載水處理系統(tǒng)中加入了化學(xué)品或者在處理過程中產(chǎn)生了對(duì)海洋有危害的次生物質(zhì)通稱為“活性物質(zhì)”，則必須按IMO 2008年通過的“使用活性物質(zhì)的壓載水處理系統(tǒng)認(rèn)可程序”(G9)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)特征描述、分析和評(píng)估。將活性物質(zhì)和配制品進(jìn)行毒理學(xué)的冗長試驗(yàn)，要證明這些相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)沒有急性和慢性的毒性，不會(huì)使生物體產(chǎn)生突變和癌變。然后通過國家主管機(jī)關(guān)向國際海事組織IMO報(bào)告，有專門的壓載水專家工作組審查，如初步通過則首次給于“基本認(rèn)可”。 制造商獲得基本認(rèn)可后根據(jù)壓載水專家工作組的意見整改，然后再提交申請(qǐng)，如獲準(zhǔn)，則給于“最終認(rèn)可”。包括排隊(duì)在內(nèi)這一過程最少需要廣3年。
有了最終認(rèn)可才可以按2008年通過的MEPC. 174(58)決議案“壓載水處理系統(tǒng)認(rèn)可指南”(G8)，進(jìn)行由主管機(jī)關(guān)監(jiān)督的型式認(rèn)可試驗(yàn)。制造商在經(jīng)過“初部試驗(yàn)”后向主管機(jī)關(guān)申請(qǐng)按通函觀號(hào)“主管機(jī)關(guān)按G8導(dǎo)則對(duì)壓載水處理系統(tǒng)的型式認(rèn)可程序的導(dǎo)則”進(jìn)行G8的試驗(yàn)。
試驗(yàn)要求進(jìn)行陸基試驗(yàn)和船上試驗(yàn)兩大部份。
陸基試驗(yàn)時(shí)要用三種鹽度中的二種鹽度試驗(yàn)，這三種鹽度的劃分是小于3PSU、大于32PSU或;T32PSU。所進(jìn)行的二種鹽度的跨度不能小于10PSU。流入物中總密度為每立方米最好106但不少于105的個(gè)體中，應(yīng)有最小尺寸大于或等于50 μ m的有機(jī)體；每毫升中最好104但不少于103的個(gè)體中，應(yīng)有最小尺寸小于50 μ m但大于或等于IOym的有機(jī)體； 在密度為每毫升至少104個(gè)活性細(xì)菌中應(yīng)有異養(yǎng)菌。陸基試驗(yàn)至少要做10個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)至少儲(chǔ)存5天，處理艙排出物應(yīng)達(dá)到上述排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)要設(shè)未經(jīng)處理的對(duì)照艙，5天后對(duì)照艙的排出物中可存活的有機(jī)體要大于排放標(biāo)準(zhǔn)的10倍，否則試驗(yàn)無效。
船上試驗(yàn)是實(shí)船進(jìn)行壓載水吸入和排出的海上試驗(yàn)，至少3個(gè)循環(huán)，按2008年10 月10日通過的MEPC. 173(58)決議案“壓載水取樣導(dǎo)則”(G2)取樣，在排放時(shí)開始、中間和結(jié)束階段各取3個(gè)樣(共9個(gè)1立方米)進(jìn)行分析。最后要按MEPC.175 (58)決議案“壓載處理系統(tǒng)型式認(rèn)可報(bào)告資料”向主管機(jī)關(guān)報(bào)告。并要做環(huán)境評(píng)估，包括對(duì)壓載艙的腐蝕試驗(yàn)和評(píng)估，因?yàn)楹芏嗷瘜W(xué)品對(duì)壓載艙隔板會(huì)增加腐蝕。
應(yīng)對(duì)壓載水的流入物和排放要求，處理工藝過程大致分機(jī)械、物理、化學(xué)、加熱和生物法，可以說沒有一種單一的工藝過程能完全達(dá)到IMO提出的安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、有效和環(huán)境容忍這五項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。由于壓載水的體量很大，是船上生活污水的幾百乃至幾千倍，如采用生物法，因其停留時(shí)間需要20h以上，幾乎難以勝任。同理，如采用加熱法，如果船上沒有足夠的廢熱可利用，也是難以達(dá)到目的的。
目前國內(nèi)和國際正在開發(fā)的產(chǎn)品多數(shù)為化學(xué)法，先用機(jī)械過濾去除大的顆粒，然后投放化學(xué)品殺菌，例如，過乙酸(PAA)、漂粉精。由于船上攜帶大量化學(xué)品是不合適的，于是在船上安裝制造化學(xué)品的設(shè)備，例如，1，采用電解海水中的氯化鈉鹽產(chǎn)生次氯酸鈉，用自由氯殺菌，在排放壓載水時(shí)再用硫代硫酸鈉中和水中的殘余氯，在電解海水的同時(shí)又電解了水變成氫，，必須采取安全措施防爆。2，采用電催化產(chǎn)生羥基自由基0H*，強(qiáng)力氧化殺菌， 因其存在時(shí)間在秒級(jí)極短，不會(huì)影響到排放水中的殘留物，這是G9壓評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)。然而，要保存5天后微生物、細(xì)菌會(huì)不會(huì)“再生長”仍是擔(dān)心的問題。3，采用臭氧發(fā)生器，高壓電離壓縮空氣變成03臭氧，產(chǎn)生原子氧
殺菌，有的先將空氣通過膜分離變成純氧，再用純氧制臭氧，效率可高一些。然而，臭氧對(duì)壓載水艙壁的腐蝕會(huì)增加，同時(shí)與上述方法一樣，必須經(jīng)過MEPC的G9程序?qū)彶椤?br> 對(duì)采用紫外線(UV)殺菌處理工藝，介于物理和化學(xué)法之間，開始時(shí)也是要先走 G9程序，因?yàn)楹Ｋ再|(zhì)可能會(huì)改變。由于做的廠商比較多了，已多次證明其對(duì)環(huán)境的影響不是那么嚴(yán)重，MEPC在59次會(huì)議上才認(rèn)為可以規(guī)避G9。紫外線燈管多用于醫(yī)院病室空氣消毒或飲用水的消毒，對(duì)于濁度較大的港口水，由于紫外線的透過率受到影響，對(duì)有效性存有質(zhì)疑。紫外線對(duì)較大個(gè)體的微生物的殺滅率更有懷疑，因而一種特殊的強(qiáng)力紫外線聞世，對(duì)此能否也可規(guī)避G9尚不清楚。
物理法有機(jī)械過濾、水力旋流、空泡氣穴和惰性氣體等，目的都是將顆粒較大、比5重較大的浮游動(dòng)植物分離出來回到吸入壓載水的港口水域內(nèi)。然后用抑菌的方法不使殘留的微生物和細(xì)菌復(fù)蘇。相對(duì)于化學(xué)法需要用某種化學(xué)品去克服環(huán)境污染問題，同時(shí)又加入了使環(huán)境不能容忍的增量法附加負(fù)擔(dān)，物理法用的是去除法和抑制其滋長的減量法。《壓載水公約》早在2004年2月通過，及至2010年10月5日才以通函觀“主管機(jī)關(guān)按G8導(dǎo)則對(duì)壓載水處理系統(tǒng)的型式認(rèn)可程序的導(dǎo)則”書面形式闡明了壓載水處理系統(tǒng)如用活性物質(zhì)的，要按G9程序做附加試驗(yàn)；如不用活性物質(zhì)的那只要按G8導(dǎo)則做認(rèn)可。
在這之前開發(fā)的壓載水處理系統(tǒng)多為化學(xué)法，相對(duì)比較復(fù)雜，存在再污染的風(fēng)險(xiǎn)， 對(duì)船舶、船員和上船的檢驗(yàn)人員帶來潛在的危害。為此，需要研發(fā)一種新型的壓載水處理系統(tǒng)既能達(dá)到《壓載水公約》及其各項(xiàng)導(dǎo)則、指南和標(biāo)準(zhǔn)的要求，又能安全、實(shí)用、節(jié)能、高效和無害化。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種船舶壓載水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有自動(dòng)清潔功能過濾器，使用方便，無須維護(hù)，使用壽命長，節(jié)約使用成本，且能夠使壓載水中包括沉積物在內(nèi)的微生物、有機(jī)體分離處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)殘余的微生物、細(xì)菌抑制生長，使之滿足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種船舶壓載水處理系統(tǒng)，包括通海閥、海水粗過濾器、壓載水泵、海水細(xì)過濾器和壓載艙，通海閥依次經(jīng)海水粗過濾器、壓載水泵、海水細(xì)過濾器連通壓載艙，其特征在于還包括制氮裝置和氮水混合器，制氮裝置由電控箱、空氣壓縮機(jī)、干燥器、過濾器、儲(chǔ)氣柜、氮發(fā)生器和儲(chǔ)氮柜依次連接組成，氮發(fā)生器包括止回閥、節(jié)流閥和第一、二碳分子篩制氮柜，止回閥一端接儲(chǔ)氣柜，另一端分別經(jīng)第一、二切換閥連通第一、二碳分子篩制氮柜的進(jìn)口，第一、二碳分子篩制氮柜的進(jìn)口分別經(jīng)第一、二排氣閥連通一排氣裝置；第一、二碳分子篩制氮柜的出口分別經(jīng)第一、二供氣閥連通節(jié)流閥一端，節(jié)流閥另一端連通儲(chǔ)氮柜；第一、二碳分子篩制氮柜的進(jìn)口之間串接有第一平衡閥，第一、二碳分子篩制氮柜的出口之間串接有第二平衡閥；所述氮水混合器包括混合腔、進(jìn)水口、出水口和進(jìn)氮口，儲(chǔ)氮柜連通進(jìn)氮口，進(jìn)水口連通海水細(xì)過濾器，出水口連通壓載艙；所述海水細(xì)過濾器包括機(jī)械過濾器和微濾膜過濾器，所述機(jī)械過濾器由第一濾芯和第一筒體組成，第一濾芯設(shè)置于第一筒體的第一過濾腔內(nèi)，第一筒體底部設(shè)有帶第一進(jìn)水管的第一封頭，第一進(jìn)水管連通壓載水泵，第一筒體側(cè)壁上設(shè)有第一出水管，第一進(jìn)水管依次經(jīng)第一封頭、第一濾芯、第一過濾腔連通至第一出水管，第一封頭內(nèi)設(shè)有反沖彎頭，第一筒體頂端設(shè)有電動(dòng)頭， 電動(dòng)頭經(jīng)穿接于第一過濾腔內(nèi)的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)第一封頭內(nèi)的反沖彎頭呈旋轉(zhuǎn)接通反沖彎頭和第一濾芯狀態(tài)或呈旋轉(zhuǎn)接通第一封頭和第一濾芯狀態(tài)，反沖彎頭連接第一封頭外的反沖出口 ；所述微濾膜過濾器由第二濾芯和第二筒體組成，第二濾芯設(shè)置于第二筒體的第二過濾腔內(nèi)，第二筒體底部設(shè)有第二封頭和第二進(jìn)水管，第二濾芯連通第二封頭，第二封頭上連接第二出水管，第二進(jìn)水管一端連通第二過濾腔，第二進(jìn)水管另一端連接三通電動(dòng)閥，三通電動(dòng)閥另兩端分別接第一出水管和排水管。
所述第一、二碳分子篩制氮柜的出口間串接有氮?dú)鈾z測閥。
所述進(jìn)水口設(shè)置于混合腔底部，出水口設(shè)置于混合腔頂部，進(jìn)氮口由混合腔距離底部1/3高度處伸入混合腔內(nèi)且在混合腔內(nèi)連接有一曝氣頭，曝氣頭出氣方向正對(duì)出水口，曝氣頭的出氣面積等于出水口面積。。
所述所述儲(chǔ)氮柜還連接壓載艙，壓載艙上設(shè)有第三排氣閥。
所述第二濾芯由網(wǎng)架、中心管和微濾膜組成，中心管的外圓周上均勻設(shè)有多只過濾孔，微濾膜設(shè)置于網(wǎng)架和中心管之間，微濾膜由纖維透水布豎式多層折疊呈繞中心管環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述微濾膜纖維透水布的每一折疊層的橫截面為梯形，纖維透水布上涂覆有機(jī)PP膜層。
所述機(jī)械過濾器的第一筒體上設(shè)有探測第一進(jìn)水管和第一出水管間壓差的第一壓差檢測裝置；所述微濾膜過濾器的第二筒體上設(shè)有探測第二進(jìn)水管和第二出水管間壓差的第二壓差檢測裝置；第一、二壓差檢測裝置連接電控箱，電控箱連接電動(dòng)頭和三通電動(dòng)閥。
所述第二筒體由上、下筒體經(jīng)搭扣螺栓連接而成。
所述反沖出口上設(shè)有電動(dòng)閥。
所述壓載艙經(jīng)壓載水出艙管連通通海閥，壓載泵與海水細(xì)過濾器間設(shè)有三通排水閥，三通排水閥經(jīng)中和器由壓載水排放管連至船舶外。
所述中和器包括中和室，中和室分別連通壓載水出艙管和壓載水排放管，壓載水出艙管經(jīng)噴嘴連通至中和室一側(cè)，中和室另一側(cè)經(jīng)擴(kuò)散管連通出水管，中和室上部經(jīng)單向止回閥連通中和氣管，中和氣管進(jìn)氣方向與噴嘴出水方向垂直，中和氣管連通船舶外部或排氣裝置。
機(jī)械過濾器正常過濾使用時(shí)，反沖彎頭旋轉(zhuǎn)接通第一和第一濾芯，水體由第一進(jìn)水管經(jīng)第一封頭連通至第一濾芯，經(jīng)第一濾芯過濾后進(jìn)入第一過濾腔由第一出水管排出， 完成水體過濾；機(jī)械過濾器需要清潔時(shí)，反沖彎頭旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)接通反沖彎頭和第一濾芯，第一過濾腔內(nèi)水體壓力將水體壓入第一濾芯同步將堆積于第一濾芯內(nèi)的雜物沖下，經(jīng)第一濾芯依次由反沖彎頭、反沖出口將帶有雜物的水體排出，完成過濾器的自動(dòng)清潔。
三通電動(dòng)閥的兩端分別接第一出水管和排水管，三通電動(dòng)閥的第三端接第二進(jìn)水管；微濾膜過濾器正常過濾使用時(shí)，電控箱控制三通電動(dòng)閥接通上述兩端，水體依次由第一出水管、三通電動(dòng)閥、第二進(jìn)水管送入第二過濾腔經(jīng)第二濾芯過濾后進(jìn)入第二封頭由第二出水管排出，完成水體過濾；微濾膜過濾器需要清潔時(shí)，電控箱控制三通電動(dòng)閥接通上述第三端和排水管，此時(shí)第二進(jìn)水管內(nèi)壓力低于第二出水管內(nèi)壓力，過濾后的水體由第二出水管反沖第二濾芯將水體壓入第二過濾腔，同時(shí)將堆積于第二濾芯上的雜物沖下，經(jīng)第二進(jìn)水管、三通電動(dòng)閥將帶有雜物的水體由排水管排出，即完成微濾膜過濾器的自清潔。
制氮裝置將空氣由空氣壓縮機(jī)壓縮后依次經(jīng)干燥器干燥、粗、細(xì)過濾器兩級(jí)過濾除塵，壓縮空氣送入儲(chǔ)氣柜，由儲(chǔ)氣柜經(jīng)止回閥向氮發(fā)生器供氣；制氮過程由第一、二碳分子篩制氮柜工作兩部分循環(huán)組成。
第一循環(huán)制氮，第一切換閥打開，壓縮空氣經(jīng)止回閥、第一切換閥向第一碳分子篩制氮柜供氣，第一碳分子篩制氮柜吸附空氣中的氧氣，不吸附的氮?dú)馔ㄟ^第一供氣閥由節(jié)流閥向儲(chǔ)氮柜供氮。排氣，同時(shí)第二排氣閥打開，第二碳分子篩制氮柜內(nèi)西服的氧氣釋放經(jīng)第二排氣閥向排氣裝置排氣，第二碳分子篩制氮柜內(nèi)壓力變?yōu)槌骸＞鶋?，排氣設(shè)定時(shí)間后，第一、二平衡閥打開，第一、二碳分子篩制氮柜實(shí)現(xiàn)均壓，第一碳分子篩制氮柜內(nèi)吸附的氧氣均分至第一、二碳分子篩制氮柜內(nèi)。
第二循環(huán)制氮，第一循環(huán)結(jié)束后，第二切換閥打開，壓縮空氣經(jīng)止回閥、第二切換閥向第二碳分子篩制氮柜供氣，第二碳分子篩制氮柜吸附空氣中的氧氣，不吸附的氮?dú)馔ㄟ^第二供氣閥由節(jié)流閥向儲(chǔ)氮柜供氮。排氣，同時(shí)第一排氣閥打開，第一碳分子篩制氮柜內(nèi)西服的氧氣釋放經(jīng)第一排氣閥向排氣裝置排氣，第一碳分子篩制氮柜內(nèi)壓力變?yōu)槌?。均壓，排氣設(shè)定時(shí)間后，第一、二平衡閥打開，第一、二碳分子篩制氮柜實(shí)現(xiàn)均壓，第二碳分子篩制氮柜內(nèi)吸附的氧氣均分至第一、二碳分子篩制氮柜內(nèi)。
上述兩部分循環(huán)周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)制氮裝置的交變吸附制氮。
制氮裝置對(duì)氮水混合器供氮。進(jìn)氮口在混合腔距離底部1/3高度處伸入并接有正對(duì)出水口的曝氣頭，通過曝氣頭氮?dú)庑纬煽张?，在氮?dú)鉂舛冗_(dá)到的99. 5%時(shí)氮?dú)鈺?huì)溶解于水中與水中氧吸出形成置換，使水中的氮含量達(dá)到過飽和狀態(tài)，氮水混合效果好；曝氣頭的出氣面積等于出水口面積，使曝氣頭產(chǎn)生的氮?dú)饪张菽軡M足出水口出水溶氮需求。
船舶壓載水排放時(shí)，由壓載水出艙管向中和器內(nèi)進(jìn)水，壓載水經(jīng)過噴嘴噴射，流通面積縮小，流速增加，中和室內(nèi)壓力減少形成微真空；此時(shí)由中和進(jìn)氣管向中和室內(nèi)進(jìn)空氣或制氮裝置排氣裝置中排出的純氧，中和室內(nèi)微真空加速了空氣或純氧的吸入，空氣或純氧溶于壓載水中進(jìn)入擴(kuò)散管，在擴(kuò)散管中空氣或純氧充分溶于壓載水中使壓載水中氧含量提高，壓載水中的溶氧水平恢復(fù)到D0=5mg/L，與外界環(huán)境水體相容即可由壓載水排放管排放，壓載水中和效果好，對(duì)外界水體無影響；在中和進(jìn)氣管和中和室間設(shè)置單向止回閥，允許氣體進(jìn)入并阻止水體流出。
本發(fā)明的有益效果是1、海水細(xì)過濾器由機(jī)械過濾器和微濾膜過濾器作為壓載水處理系統(tǒng)的過濾裝置，具有自清潔濾芯功能、無須人工操作、維護(hù)，使用方便，壽命長，節(jié)約使用成本，有利于提高船舶壓載水的過濾效果；2、制氮裝置采用兩組分子篩制氮柜相互交替增壓和釋壓來達(dá)到氮和氧的分離，分子篩具有獨(dú)特的物理特性能在壓力下吸附空氣中的氧分子，氧分子從活性碳中釋放，而氮分子輸出，用PLC控制氮的產(chǎn)量和純度，選擇氮的量以及濃度以滿足壓載水的去氧工藝，輸出的氮送入儲(chǔ)氮柜待用；氮水混合器利用曝氣頭在混合腔內(nèi)由下向上正對(duì)出水口產(chǎn)生空泡與水體形成過飽和溶解，使氮?dú)庠谒挟a(chǎn)生氣泡充分溶解，將水中的氧氣驅(qū)除，是一種“去氧”物理過程，足以使水中的微生物和細(xì)菌缺氧窒息而亡，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)殘余的微生物、細(xì)菌抑制生長和殺滅，使之滿足壓載水的排放標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)在壓載水艙內(nèi)繼續(xù)充氮，由排氣閥排出氧氣， 長期航行后壓載水中的生物指標(biāo)仍能滿足要求；3、中和器采用噴射壓載水與空氣或純氧在中和室內(nèi)充分中和使壓載水的溶氧水平恢復(fù)到外界環(huán)境水體相仿，從而確保壓載水的安全排放，其結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，使用安全、穩(wěn)定， 壓載水中和效果好，壓載水排放氧含量達(dá)到外界環(huán)境水體標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)生態(tài)環(huán)境無影響。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明制氮裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明氮水混合器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明機(jī)械過濾器過濾結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明機(jī)械過濾器自清潔結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明微濾膜過濾器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明第二濾芯結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為圖7的橫截面視圖； 圖9為本發(fā)明中和器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中電控箱1，通海閥2，海水粗過濾器3，壓載水泵4，三通排水閥5，制氮裝置 6，空氣壓縮機(jī)601，干燥器602，粗過濾器603，細(xì)過濾器604，儲(chǔ)氣柜605，止回閥606，第一切換閥607，第二切換閥608，第一平衡閥609，第一排氣閥610，第二排氣閥611，排氣裝置 612，第一碳分子篩制氮柜613，第二碳分子篩制氮柜614，第二平衡閥615，氮?dú)鈾z測閥616， 第一供氣閥617，第二供氣閥618，節(jié)流閥619，儲(chǔ)氮柜620，氮水混合器7，混合腔71，進(jìn)水口 72，出水口 73，進(jìn)氮口 74，曝氣頭75，機(jī)械過濾器8，第一筒體801，第一濾芯802，第一過濾腔803，第一封頭804，第一進(jìn)水管805，第一出水管806，電動(dòng)頭807，轉(zhuǎn)軸808，反沖彎頭 809，反沖出口 810，電動(dòng)閥811，第一壓差檢測裝置812，微濾膜過濾器9，上筒體901，下筒體 902，搭扣螺栓903，第二封頭904，第二濾芯905，網(wǎng)架906，中心管907，微濾膜908，纖維透水布909，有機(jī)PP膜層910，第二過濾腔911，第二出水管912，第二進(jìn)水管913，三通電動(dòng)閥 914，送水管915，排水管916，第二壓差檢測裝置917，壓載艙10，第三排氣閥101，壓載水出艙管11，中和器12，中和室121，噴嘴122，中和進(jìn)氣管123，單向止回閥124，擴(kuò)散管125，壓載水排放管13。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1所示，一種船舶壓載水處理系統(tǒng)包括電控箱1、通海閥2、海水粗過濾器3、壓載水泵4、三通排水閥5、機(jī)械過濾器8、微濾膜過濾器9、制氮裝置6、氮水混合器7和壓載艙 10。通海閥2 —端通海水，另一端經(jīng)海水粗過濾器3連接壓載水泵4，壓載水泵4依次經(jīng)機(jī)械過濾器8和微濾膜過濾器9連通至氮水混合器7，制氮裝置6連通氮水混合器7，氮水混合器連通壓載艙10，壓載艙10上設(shè)有第三排氣閥101 ；壓載艙10底部經(jīng)壓載水出艙管11 連通通海閥2，壓載水泵4與機(jī)械過濾器8間設(shè)有三通排水閥5，三通排水閥5經(jīng)中和器12 由壓載水排放管13連通海水；通海閥2、壓載水泵4、三通排水閥5、制氮裝置6、機(jī)械過濾器 8、微濾膜過濾器9、中和器12均由電控箱1控制連接。
圖2所示，制氮裝置包括空氣壓縮機(jī)601、干燥器602、粗過濾器603、細(xì)過濾器 604、儲(chǔ)氣柜605、止回閥606、第一切換閥607、第二切換閥608、第一平衡閥609、第一排氣閥 610、第二排氣閥611、排氣裝置612、第一碳分子篩制氮柜613、第二碳分子篩制氮柜614、第二平衡閥615、氮?dú)鈾z測閥616、第一供氣閥617、第二供氣閥618、節(jié)流閥619和儲(chǔ)氮柜620。 空氣壓縮機(jī)601依次經(jīng)干燥器602、粗過濾器603、細(xì)過濾器604連接至儲(chǔ)氣柜605，儲(chǔ)氣柜 605接止回閥606 —端，止回閥606另一端分別經(jīng)第一、二切換閥607、608連通第一、二碳分子篩制氮柜613、614的進(jìn)口，第一、二碳分子篩制氮柜613、614的進(jìn)口分別經(jīng)第一、二排氣閥610、611連通一排氣裝置612 ；第一、二碳分子篩制氮柜613、614的出口間串接有氮?dú)鈾z測閥616 ；第一、二碳分子篩制氮柜613、614的出口分別經(jīng)第一、二供氣閥617、618連通節(jié)流閥619 —端，節(jié)流閥619另一端連通儲(chǔ)氮柜620 ；第一、二碳分子篩制氮柜613、614的進(jìn)9口之間串接有第一平衡閥609，第一、二碳分子篩制氮柜613、614的出口之間串接有第二平衡閥615。本制氮裝置中所有電器件的啟閉均由電控箱1控制。
圖3所示，氮水混合器包括混合腔71、進(jìn)水口 72、出水口 73、進(jìn)氮口 74和曝氣頭 75，進(jìn)水口 72設(shè)置于混合腔71底部，出水口 73設(shè)置于混合腔71頂部，出水口 73連通壓載艙10，進(jìn)氮口 74由混合腔71距離底部1/3高度處伸入混合腔71內(nèi)且在混合腔71內(nèi)連接有一曝氣頭75，曝氣頭75出氣方向正對(duì)出水口 73，且曝氣頭75的出氣面積等于出水口 73 面積。
圖4、5所示，機(jī)械過濾器8包括第一筒體801、第一濾芯802、第一過濾腔803、第一封頭804、第一進(jìn)水管805、第一出水管806、電動(dòng)頭807、旋轉(zhuǎn)軸808、反沖彎頭809、反沖出口 810、電動(dòng)閥811和第一壓差檢測裝置812。第一筒體801的第一過濾腔803內(nèi)設(shè)置第一濾芯802，第一筒體801底部設(shè)有帶進(jìn)水管805的第一封頭804，第一筒體801側(cè)壁上設(shè)有第一出水管806，第一進(jìn)水管一端連通壓載水泵4，第一進(jìn)水管805另一端依次經(jīng)第一封頭804、第一濾芯802、第一過濾腔803連通至第一出水管806，第一出水管806連通微濾膜過濾器9 ；第一筒體801上設(shè)有探測第一進(jìn)水管805和第一出水管806壓差的第一壓差檢測裝置812，第一筒體801內(nèi)穿接有轉(zhuǎn)軸808，轉(zhuǎn)軸808的頂端伸出第一筒體801連接電動(dòng)頭807，轉(zhuǎn)軸808的底端伸入第一封頭804內(nèi)旋轉(zhuǎn)連接反沖彎頭809，反沖彎頭809連接第一封頭804外的反沖出口 810，反沖出口 810上設(shè)有電動(dòng)閥811，電動(dòng)閥811和第一壓差檢測裝置812連接電控箱1。
圖6所示，微濾膜過濾器包括上筒體901、下筒體902、搭扣螺栓903、第二封頭 904、第二濾芯905、第二過濾腔911、第二出水管912、第二進(jìn)水管913、三通電動(dòng)閥914、送水管915、排水管916和第二壓差檢測裝置917。上筒體901和下筒體902經(jīng)搭扣螺栓903 連接成第二筒體，第二筒體底部連接第二封頭904，第二筒體內(nèi)為第二過濾腔911，第二濾芯905穿接第二封頭904，第二封頭904上設(shè)有第二出水管912 ；第二進(jìn)水管913連通第二過濾腔911，第二進(jìn)水管913外接三通電動(dòng)閥914，三通電動(dòng)閥914的另外兩接頭接送水管 915和排水管916，第二筒體上設(shè)有探測第二進(jìn)水管913和第二出水管912壓差的第二壓差檢測裝置917，第二出水管912連通氮水混合器7的進(jìn)水口 72，三通電動(dòng)閥914和第二壓差檢測裝置917連接電控箱1 ；圖7、8所示，第二濾芯905包括網(wǎng)架906、中心管907和微濾膜908。中心管907的外圓周上均勻設(shè)有多只過濾孔，微濾膜908設(shè)置于網(wǎng)架906和中心管907之間，微濾膜908由纖維透水布909豎式多層折疊呈繞中心管環(huán)狀結(jié)構(gòu)，纖維透水布909上設(shè)有有機(jī)PP膜層910， 微濾膜908的每一折疊層的橫截面為梯形。
圖9所示，中和器12包括中和室121、噴嘴122、中和進(jìn)氣管123、單向止回閥IM 和擴(kuò)散管125，壓載水出艙管11經(jīng)噴嘴122連通至中和室121 —側(cè)，中和室121另一側(cè)經(jīng)擴(kuò)散管125連通壓載水排放管13，中和室121上部經(jīng)單向止回閥IM連通中和進(jìn)氣管123，中和進(jìn)氣管123進(jìn)氣方向與噴嘴3出水方向垂直，中和進(jìn)氣管123連通船舶外部或制氮裝置 6的排氣裝置612。
權(quán)利要求
1.一種船舶壓載水處理系統(tǒng)，包括通海閥、海水粗過濾器、壓載水泵、海水細(xì)過濾器和壓載艙，通海閥依次經(jīng)海水粗過濾器、壓載水泵、海水細(xì)過濾器連通壓載艙，其特征在于還包括制氮裝置和氮水混合器，制氮裝置由電控箱、空氣壓縮機(jī)、干燥器、過濾器、儲(chǔ)氣柜、氮發(fā)生器和儲(chǔ)氮柜依次連接組成，氮發(fā)生器包括止回閥、節(jié)流閥和第一、二碳分子篩制氮柜， 止回閥一端接儲(chǔ)氣柜，另一端分別經(jīng)第一、二切換閥連通第一、二碳分子篩制氮柜的進(jìn)口， 第一、二碳分子篩制氮柜的進(jìn)口分別經(jīng)第一、二排氣閥連通一排氣裝置；第一、二碳分子篩制氮柜的出口分別經(jīng)第一、二供氣閥連通節(jié)流閥一端，節(jié)流閥另一端連通儲(chǔ)氮柜；第一、二碳分子篩制氮柜的進(jìn)口之間串接有第一平衡閥，第一、二碳分子篩制氮柜的出口之間串接有第二平衡閥；所述氮水混合器包括混合腔、進(jìn)水口、出水口和進(jìn)氮口，儲(chǔ)氮柜連通進(jìn)氮口， 進(jìn)水口連通海水細(xì)過濾器，出水口連通壓載艙；所述海水細(xì)過濾器包括機(jī)械過濾器和微濾膜過濾器，所述機(jī)械過濾器由第一濾芯和第一筒體組成，第一濾芯設(shè)置于第一筒體的第一過濾腔內(nèi)，第一筒體底部設(shè)有帶第一進(jìn)水管的第一封頭，第一進(jìn)水管連通壓載水泵，第一筒體側(cè)壁上設(shè)有第一出水管，第一進(jìn)水管依次經(jīng)第一封頭、第一濾芯、第一過濾腔連通至第一出水管，第一封頭內(nèi)設(shè)有反沖彎頭，第一筒體頂端設(shè)有電動(dòng)頭，電動(dòng)頭經(jīng)穿接于第一過濾腔內(nèi)的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)第一封頭內(nèi)的反沖彎頭呈旋轉(zhuǎn)接通反沖彎頭和第一濾芯狀態(tài)或呈旋轉(zhuǎn)接通第一封頭和第一濾芯狀態(tài)，反沖彎頭連接第一封頭外的反沖出口 ；所述微濾膜過濾器由第二濾芯和第二筒體組成，第二濾芯設(shè)置于第二筒體的第二過濾腔內(nèi)，第二筒體底部設(shè)有第二封頭和第二進(jìn)水管，第二濾芯連通第二封頭，第二封頭上連接第二出水管，第二進(jìn)水管一端連通第二過濾腔，第二進(jìn)水管另一端連接三通電動(dòng)閥，三通電動(dòng)閥另兩端分別接第一出水管和排水管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征是所述第一、二碳分子篩制氮柜的出口間串接有氮?dú)鈾z測閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征是所述進(jìn)水口設(shè)置于混合腔底部，出水口設(shè)置于混合腔頂部，進(jìn)氮口由混合腔距離底部1/3高度處伸入混合腔內(nèi)且在混合腔內(nèi)連接有一曝氣頭，曝氣頭出氣方向正對(duì)出水口，所述曝氣頭的出氣面積等于出水口面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征是所述儲(chǔ)氮柜還連接壓載艙，壓載艙上設(shè)有第三排氣閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜法船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征是所述第二濾芯由網(wǎng)架、 中心管和微濾膜組成，中心管的外圓周上均勻設(shè)有多只過濾孔，微濾膜設(shè)置于網(wǎng)架和中心管之間，微濾膜由纖維透水布豎式多層折疊呈繞中心管環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述微濾膜纖維透水布的每一折疊層的橫截面為梯形，纖維透水布上涂覆有機(jī)PP膜層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜法船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征是所述機(jī)械過濾器的第一筒體上設(shè)有探測第一進(jìn)水管和第一出水管間壓差的第一壓差檢測裝置；所述微濾膜過濾器的第二筒體上設(shè)有探測第二進(jìn)水管和第二出水管間壓差的第二壓差檢測裝置；第一、二壓差檢測裝置連接電控箱，電控箱連接電動(dòng)頭和三通電動(dòng)閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜法船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征是所述第二筒體由上、下筒體經(jīng)搭扣螺栓連接而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜法船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征是所述反沖出口上設(shè)有電動(dòng)閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜法船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征是所述壓載艙經(jīng)壓載水出艙管連通通海閥，壓載泵與海水細(xì)過濾器間設(shè)有三通排水閥，三通排水閥經(jīng)中和器由壓載水排放管連至船舶外。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的膜法船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征是所述中和器包括中和室，中和室分別連通壓載水出艙管和壓載水排放管，壓載水出艙管經(jīng)噴嘴連通至中和室一側(cè)，中和室另一側(cè)經(jīng)擴(kuò)散管連通出水管，中和室上部經(jīng)單向止回閥連通中和氣管，中和氣管進(jìn)氣方向與噴嘴出水方向垂直，中和氣管連通船舶外部或排氣裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船舶壓載水處理系統(tǒng)，包括通海閥、海水粗過濾器、壓載水泵、海水細(xì)過濾器和壓載艙，通海閥依次經(jīng)海水粗過濾器、壓載水泵、機(jī)械過濾器和微濾膜過濾器海水細(xì)過濾器連通壓載艙，由制氮裝置經(jīng)氮水混合器對(duì)海水供氮，能夠使壓載水中包括沉積物在內(nèi)的微生物、有機(jī)體分離處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)殘余的微生物、細(xì)菌抑制生長，使之滿足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，且該系統(tǒng)具有自動(dòng)清潔功能，使用方便，無須維護(hù)，使用壽命長，節(jié)約使用成本。
文檔編號(hào)C01B21/04GK102491569SQ20111038762
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者倪建峰, 倪治忠, 劉燕, 張定海, 張百祁, 金星, 黃國衛(wèi), 黃紅梅 申請(qǐng)人:江蘇南極機(jī)械有限責(zé)任公司